Maksimum Gaya yang Diperlukan agar Dua Benda Tetap Bergerak Bersama-sam

Dalam situasi ini, terdapat dua benda dengan massa masing-masing 2 kg dan 3 kg yang ditempatkan di atas permukaan lantai yang kasar. Koefisien gesek antara permukaan lantai dan benda-benda tersebut adalah 0,2. Selain itu, koefisien gesek statis antara kedua benda adalah 0,3. Pertanyaannya adalah, berapa nilai maksimum gaya \( F \) yang diperlukan agar kedua benda tetap bergerak bersama-sama? Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu mempertimbangkan gaya-gaya yang bekerja pada kedua benda. Pertama, ada gaya berat yang diberikan oleh gravitasi, yang dapat dihitung dengan mengalikan massa benda dengan percepatan gravitasi \( g \). Kedua, ada gaya gesek yang bekerja pada kedua benda akibat koefisien gesek antara permukaan lantai dan benda-benda tersebut. Ketika kedua benda tetap diam, gaya gesek statis antara kedua benda adalah gaya maksimum yang dapat diatasi oleh gaya yang diberikan pada benda kedua. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan persamaan \( F_{\text{gesek statis}} = \mu_{\text{statis}} \cdot N \), di mana \( \mu_{\text{statis}} \) adalah koefisien gesek statis dan \( N \) adalah gaya normal yang diberikan oleh permukaan lantai pada benda kedua. Selanjutnya, kita perlu menghitung gaya normal \( N \) yang diberikan oleh permukaan lantai pada benda kedua. Karena kedua benda tetap bergerak bersama-sama, gaya normal yang diberikan pada benda kedua adalah jumlah dari gaya berat kedua benda dan gaya normal yang diberikan pada benda pertama. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan persamaan \( N = m_1 \cdot g + m_2 \cdot g \), di mana \( m_1 \) dan \( m_2 \) adalah massa benda pertama dan kedua, dan \( g \) adalah percepatan gravitasi. Setelah kita mengetahui nilai \( N \), kita dapat menghitung nilai maksimum gaya \( F \) yang diperlukan agar kedua benda tetap bergerak bersama-sama dengan menggunakan persamaan \( F = \mu \cdot N \), di mana \( \mu \) adalah koefisien gesek antara permukaan lantai dan benda-benda tersebut. Dengan demikian, nilai maksimum gaya \( F \) yang diperlukan agar kedua benda tetap bergerak bersama-sama adalah \( F = \mu_{\text{statis}} \cdot (m_1 \cdot g + m_2 \cdot g) \). Dalam kasus ini, dengan menggantikan nilai-nilai yang diberikan, kita dapat menghitung nilai maksimum gaya \( F \) yang diperlukan agar kedua benda tetap bergerak bersama-sama.